Efficiënt geheugengebruik met C-bitvelden

Probleem: ruimteverspilling bij vlaggen

Een struct met int vlaggen (0/1) gebruikt 4 bytes per vlag. Voor 2 vlaggen = 8 bytes, terwijl 2 bits volstaan.

Oplossing: bitvelden

struct {
    unsigned int breedteGevalideerd : 1;
    unsigned int hoogteGevalideerd : 1;
} status;

Nu gebruikt status 4 bytes (één unsigned int), maar alleen 2 bits worden gebruikt. Tot 32 vlaggen van 1 bit passen in 4 bytes.

Declaratie-syntaxis

struct {
    type [naam] : breedte;
};

Voorbeeld: 3-bits leeftijd (0-7)

struct {
    unsigned int leeftijd : 3;
} Leeftijd;

int main() {
    Leeftijd.leeftijd = 4;
    printf("Leeftijd: %d\n", Leeftijd.leeftijd);  // 4
    Leeftijd.leeftijd = 7;
    printf("Leeftijd: %d\n", Leeftijd.leeftijd);  // 7
    Leeftijd.leeftijd = 8;  // overflow!
    printf("Leeftijd: %d\n", Leeftijd.leeftijd);  // 0 (waarde modulo 8)
    return 0;
}

Compiler waarschuwt bij overflow. Waarde wordt afgekapt (modulo 2^n).

Beperkingen en let-op

• Geen adres nemen (&veld niet toegestaan)
• Volgorde en padding zijn implementation-defined
• Niet portable voor binaire datauitwisseling (endianness, padding)
• Alleen integer-types (C99: ook _Bool)
• Array van bitvelden niet mogelijk

Toepassingen

• Statusvlaggen (bitset)
• Hardware-register mapping
• Gecomprimeerde datastructuren (netwerkpakketten, bestandsheaders)
• Boolean-achtige velden in grote arrays van structs

Moderne alternatief: Voor eenvoudige vlaggen overweeg uint32_t met bitwise operatoren (flags |= MASK, flags &= ~MASK) – meer controle, portable, vaak even snel.